TCP/IP详解-优快云博客

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TCP/IP协议按照层次分为以下四层。应用层、传输层、网络层、数据链路层

如何实现网络同信：首先一个通信的目标，就是说要有一个通信的地址，然后有地址还不行，需要有一个明确的人，对于机器来说就是机器的网卡识别号。通信地址就是IP地址，网卡的识别号就是MAC地址。

① 确定IP地址，我们就需要用到DNS协议，通常DNS的IP地址我们是规定好的，如果要访问一个网址，我们就需要向DNS发送请求，请求查询所要访问的域名的IP地址，向DNS发送一个数据包端口号是53，那么DNS服务器就会做出响应，返回当前域名的IP地址。

②确定MAC地址，我们需要用到ARP协议。根据IP地址的分类，我们可以分为子网络下的通信和非子网络下的通信，子网络的通信相当于说目标机的IP地址在你网络所在的路由器下面，那么怎么判断呢？？这个时候我们就用到子网掩码了，本机会将自身的IP地址和子网掩码作二进制的与运算，得到结果1，然后将目标机的IP地址与子网掩码再做一个二级制与运算，得到一个结果2，然后将结果1和结果2作与运算，如果结果是本身，那么说明本机的IP与目标机的IP在子网络下，否则不在同一个子网络。如果是子网络通信：这个时候，客户端就可以直接向子网络所在的路由网上广播。ARP协议也是发出一个数据包（包含在以太网数据包中），其中包含它所要查询主机的IP地址，在对方的MAC地址这一栏，填的是FF:FF:FF:FF:FF:FF，表示这是一个"广播"地址。它所在子网络的每一台主机，都会收到这个数据包，从中取出IP地址，与自身的IP地址进行比较。如果两者相同，都做出回复，向对方报告自己的MAC地址，否则就丢弃这个包。

如果不在同一个子网络下，那么本机向网关服务器发送数据包，MAC地址是网关的MAC地址，网关收到这条数据后，根据路由协议找到目标机IP所在的子网络，然后通过ARP协议收到MAC地址后，反方向将数据送回给本机。

确定了IP地址之后，我们就需要知道，数据是怎么准确无误的从本机传输到目标机的，这里面包含了众多的协议：TCP协议，IP协议、UDP协议、HTTP协议、以太网协议、DHCP等

TCP协议：用于数据传输，发送数据时对传输的数据进行分割和编号。在接送数据的时候将数据进行拼接。

TCP在与服务器通信的时候，是通过三次握手实现

TCP三次握手

（1）第一次握手：Client将标志位SYN置为1，随机产生一个值seq=J，并将该数据包发送给Server，Client进入SYN_SENT状态，等待Server确认。

（2）第二次握手：Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接，Server将标志位SYN和ACK都置为1，ack=J+1，随机产生一个值seq=K，并将该数据包发送给Client以确认连接请求，Server进入SYN_RCVD状态。

（3）第三次握手：Client收到确认后，检查ack是否为J+1，ACK是否为1，如果正确则将标志位ACK置为1，ack=K+1，并将该数据包发送给Server，Server检查ack是否为K+1，ACK是否为1，如果正确则连接建立成功，Client和Server进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，随后Client与Server之间可以开始传输数据了。

三次握手说的直白一点就是客户机向服务器询问是否在线，服务器告诉客户机在线，客户机响应收到响应，准备传送数据

HTTP协议的职责：生成WEB数据请求相关的报文

DHCP协议：

首先，它是一种应用层协议，建立在UDP协议之上，所以整个数据包是这样的：

　　（1）最前面的"以太网标头"，设置发出方（本机）的MAC地址和接收方（DHCP服务器）的MAC地址。前者就是本机网卡的MAC地址，后者这时不知道，就填入一个广播地址：FF-FF-FF-FF-FF-FF。

　　（2）后面的"IP标头"，设置发出方的IP地址和接收方的IP地址。这时，对于这两者，本机都不知道。于是，发出方的IP地址就设为0.0.0.0，接收方的IP地址设为255.255.255.255。

　　（3）最后的"UDP标头"，设置发出方的端口和接收方的端口。这一部分是DHCP协议规定好的，发出方是68端口，接收方是67端口。

这个数据包构造完成后，就可以发出了。以太网是广播发送，同一个子网络的每台计算机都收到了这个包。因为接收方的MAC地址是FF-FF-FF-FF-FF-FF，看不出是发给谁的，所以每台收到这个包的计算机，还必须分析这个包的IP地址，才能确定是不是发给自己的。当看到发出方IP地址是0.0.0.0，接收方是255.255.255.255，于是DHCP服务器知道"这个包是发给我的"，而其他计算机就可以丢弃这个包。

接下来，DHCP服务器读出这个包的数据内容，分配好IP地址，发送回去一个"DHCP响应"数据包。这个响应包的结构也是类似的，以太网标头的MAC地址是双方的网卡地址，IP标头的IP地址是DHCP服务器的IP地址（发出方）和255.255.255.255（接收方），UDP标头的端口是67（发出方）和68（接收方），分配给请求端的IP地址和本网络的具体参数则包含在Data部分。

新加入的计算机收到这个响应包，于是就知道了自己的IP地址、子网掩码、网关地址、DNS服务器等等参数

假如我们要访问谷歌网页，那么各个协议的的先后顺序为：

浏览网页用的是HTTP协议，它的整个数据包构造是这样的：

HTTP部分的内容，类似于下面这样：

　　GET / HTTP/1.1
　　Host: www.google.com
　　Connection: keep-alive
　　User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1) ......
　　Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
　　Accept-Encoding: gzip,deflate,sdch
　　Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8
　　Accept-Charset: GBK,utf-8;q=0.7,*;q=0.3
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